阅读说明：本技术 具有补偿的rf开关 (RF switch with compensation ) 是由 S·斯罗伊茨因 P·阿劳约·杜纳西蒙托 W·巴卡尔斯基 A·卡塔内奥 J·埃塞尔 O·奥茨 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本公开的实施例总体上涉及具有补偿的RF开关。一种射频开关,包括被耦合在一起的第一晶体管和第二晶体管,以建立可切换的RF路径,以及被耦合在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的漏极端子之间的第一补偿网络,其中第一补偿网络建立在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的漏极端子之间的电流流动的路径,并且第一补偿网络阻断在与第一方向相反的第二方向的电流流动。(Embodiments of the present disclosure generally relate to RF switches with compensation. A radio frequency switch comprising a first transistor and a second transistor coupled together to establish a switchable RF path, and a first compensation network coupled between a body terminal of the first transistor and a drain terminal of the second transistor, wherein the first compensation network establishes a path for current flow between the body terminal of the first transistor and the drain terminal of the second transistor, and the first compensation network blocks current flow in a second direction opposite the first direction.)

具有补偿的RF开关

技术领域

本发明总体上涉及具有补偿电路的射频(RF)开关和对应的补偿方法。

背景技术

在本领域中已知高压RF开关在各种应用中被使用(诸如，高压RF天线的调谐)。RF开关通常包括在RF源与接地之间的串联配置的多个晶体管堆叠，并且通常包括用于偏置多个晶体管的节点(本文也称为“端子”)的随附的偏置电路。虽然RF开关的堆叠配置非常适合于许多应用，但是寄生漏电流可以在极高的峰值RF电压(例如，在RF开关被耦合在RF源与接地之间的情况下)处开始流入多个晶体管和从多个晶体管流出。寄生漏电流可以改变偏置电路的设计偏置电压值。

发明内容

根据一种实施例，射频(RF)开关设备包括：第一晶体管和第二晶体管，每个晶体管包括：栅极端子；源极端子；漏极端子和体部(或“主体”)端子，其中第一晶体管和第二晶体管被串联耦合在一起,以建立可切换的RF路径；以及耦合在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的漏极端子之间的第一补偿网络，其中，第一补偿网络被配置为建立用于在第一晶体管的体部端子和第二晶体管的漏极端子之间的、第一方向的电流流动的路径，并且被配置为阻断在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的漏极端子之间的、与第一方向相反的第二方向的电流流动。

根据另一实施例，射频(RF)开关设备包括：串联连接的多个晶体管，形成可切换的电流路径；多个第一补偿网络，被耦合在多个晶体管的第N晶体管的体部端子与多个晶体管的第(N+1)晶体管的漏极端子之间，其中第一补偿网络的每个第一补偿网络包括整流元件。

根据另一实施例，一种补偿射频(RF)开关设备的方法，射频(RF)开关设备包括第一晶体管和第二晶体管，该第一晶体管和第二晶体管形成可切换的电流路径，该方法包括：在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的漏极端子之间的第一方向生成第一补偿电流，并且阻断在第一晶体管的体部端子和第二晶体管的漏极段子之间的、与第一方向相反的第二方向的电流流动。

根据另一实施例，射频(RF)开关设备包括第一晶体管和第二晶体管，其中第一晶体管和第二晶体管在公共节点处被串联耦合，以在第二晶体管的负载端子和第一晶体管的负载端子之间建立可切换的RF路径；以及耦合在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的负载端子之间的补偿网络，其中，补偿网络被配置为在第一晶体管的体部端子和第二晶体管的负载端子之间的第一方向建立电流流动的路径，并且该补偿网络被配置为阻断在第一晶体管的体部端子与第二晶体管的负载端子之间的、在与第一方向相反的第二方向的电流流动。

附图说明

为了更彻底地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：

图1图示了RF系统实施例的框图，该RF系统实施例包括：收发器、包括多个电容器和RF开关的天线调谐器、天线以及控制器；

图2A是RF开关装置的电路图，该RF开关装置包括示例性偏置网络；

图2B是暴露于高RF电压的图2A的RF开关装置的电路图，该RF开关装置创建漏电流和偏离设计偏置电压的对应电压；

图3是在图2A和图2B中的RF开关装置实施例的电路图，但是其中偏置电流被移除，并且包括漏电流补偿电路；

图4图示了根据实施例的在图3中示出的漏电流补偿网络的通常响应I-V；

图5是图示根据实施例的在包括偏置电路的被补偿RF开关装置中的电流分布的电路图；

图6图示了根据实施例的补偿网络的特定实现方式的示例；

图7是包括漏电流补偿电路的另一实施例RF开关装置的电路图；

图8A和图8B是包括漏电流补偿电路的另一RF开关装置实施例的电路图；

图9A和图9B是包括多个晶体管和多个漏电流补偿电路的另一RF开关装置实施例的电路图；

图10A、图10B和图11是包括多个晶体管和至少一个漏电流补偿电路的另一RF开关装置实施例的电路图；

图12是根据实施例的包括漏电流补偿电路的基于PMOS的RF开关装置的电路图；以及

图13是包括备选偏置电路的RF开关装置的电路图。

除非另有指出，否则在不同附图中对应的附图标记和符号指对应的部分。附图被绘制以明确地图示优选实施例的相关方面，并且不必须按比例绘制。为了更明确地图示某些实施例，指示相同结构、材料或处理步骤的变型的字母可以跟在附图数字后。

具体实施方式

下面描述的高压RF开关可以用作例如天线调谐可切换元件，并且特别是可以在高压天线调谐开关和可调谐无源部件(例如，C调谐器(电容调谐器)、Z调谐器(阻抗调谐器)等)中使用。高压RF开关通常在蜂窝手持设备中被使用，以调谐紧凑型天线的阻抗和辐射特性。它们通常经由外部表面安装设备(SMD)电容器或电感器附接在天线的馈入点或孔径点与接地之间。

在下面图示和描述的各种实施例中，一个或多个漏电流补偿电路被用于减轻漏电流的影响，漏电流从漏极和源极流到在RF开关装置中的MOS晶体管的体部。在各种实施例中，这些泄漏补偿电路可以包括非线性元件(诸如，二极管或其他整流元件)。通过补偿这些漏电流，可以减轻和/或避免漏电流引起的在RF开关的设计的偏置电压中的移位。

本文提及的漏电流可以包括栅极引起的漏极漏电流和源极漏电流(GIDL和GISL)，GIDL和GISL在高V_gs电压处从漏极端子和源极端子流到RF开关晶体管的主体中。当GIDL/GISL漏电流从高阻抗偏置电阻器流出或流入高阻抗偏置电阻器时，这些GIDL/GISL漏电流移位在RF开关中的开关晶体管的操作点。根据实施例，当与未补偿的RF开关比较时，本文描述的泄漏补偿电路有助于使在RF开关中的开关晶体管的操作点更接近最初设计的操作点，尽管存在显著的漏电流。GIDL/GISL漏电流是由量子力学效应和在开关晶体管内的在载流子传输中的变化引起的。例如，GIDL漏电流至少部分地由在栅极氧化物下方的漏极处的狭窄耗尽区域中发生隧穿而引起。

图1图示了可以被配置为利用RF开关装置实施例的RF系统100。如所示出的，RF系统100包括经由天线调谐器104耦合到天线106的RF收发器102。天线调谐器包括并联电容器C₁、C₂和C₃，并联电容器C₁、C₂和C₃可以经由开关S1、S2、S3、S4、S5和S6被选择性地耦合到天线106。在各种实施例中，开关S1、S2、S3、S4、S5和S6可以使用本文描述的RF开关装置来实现。在操作期间，控制器108提供根据由收发机102提供的天线设置选择性地接通和关断开关S1、S2、S3、S4、S5和S6的控制信号。天线调谐器的开关配置可以被用于在各种频率上提供天线106与收发器102之间的RF匹配。例如，RF系统100可以被用在多频带蜂窝通信应用中。应当理解的是，RF系统100只是可以利用RF开关装置实施例的许多应用示例的一个应用示例。RF开关可以被用在需要信号选择开关的应用中(例如，在微波测试系统中用于在被测试仪器和设备之间的信号路由)。

在图1中，还示出了代表性RF开关节点110、112、114和116，以进一步图示跨开关施加的RF电压。例如，开关S5的第一开关节点110被耦合到由天线106提供的RF电压源。第二开关节点112被耦合到由电容器C3的第一节点提供的中间RF电压源。开关S6的第一开关节点114被耦合到由电容器C3的第二节点提供的另一中间RF电压源。开关S6的第二开关节点116直接被耦合到接地。开关S5和S6通过晶体管栅极电压的应用在“接通”状态和“关断”状态之间切换，该晶体管栅极电压在下面参考图2A和图2B被更详细地图示和描述。因此，在实施例中，RF开关可以被定位于RF电压的第一源极与RF电压的第二源极之间，或被定位于RF电压与接地之间。例如，可以使用其它的RF电压源，包括用于提供交流电压信号的RF电压源。

在天线调谐开关设计中的通常挑战是实现在RF频率处的高电压(达到80V或80V之上的峰值)处置，并同时维持与在较低RF电压处相同或相似的性能。开关被实现为在硅或其他衬底上堆叠的MOSFET设备。

在各种实施例中，在RF开关装置中使用的MOS晶体管包括：栅极端子、源极端子、漏极端子和体部端子。通过使用高欧姆线性电阻器，MOS晶体管被偏置到所期望的操作点。在一些实施例中，针对所有端子(包括，栅极、源极、漏极和体部端子)提供了高电阻DC路径。在经由高欧姆偏置电阻器在每个端子上施加目标DC电压之后，栅-源电压、栅-漏电压、漏-体电压和源-体电压限定了在开关装置中的MOS晶体管的操作点。

寄生漏电流可以在高操作电压处被生成并且可以流到高欧姆偏置电阻器中，生成显著的压降。因此，被期望的高压RF开关的操作点可以从被期望的操作点移位，导致性能的损失以及在极端情况下导致信号失真。

图2A、图2B、图3、图4和图5示出了下面描述的一系列电路图，以进一步帮助理解这些漏电流的性质和影响两者，以及由泄漏补偿电路实施例提供的解决方案。图2A是包括偏置电路的未补偿RF开关装置的部分的电路图。图2B与在图2A中示出的电路图相同，但图2B示出了一旦RF开关装置被暴露在高压RF信号，则栅极引入漏极漏电流和源极漏电流。图3是RF开关装置的相同部分的电路图，该相同部分的电路图包括漏电流补偿电路，但其中为了便于理解补偿电路的操作而移除了偏置电路。图4图示了泄漏补偿电路的非线性性质，并且图5示出了如先前所图示的RF开关装置的相同部分，但包括偏置电路和漏电补偿电路两者。

图2A示出了包括与第二NMOS晶体管M₂串联的第一NMOS晶体管M₁的高压RF开关的示例性电路部分200。在串联连接中，晶体管M₁的源极节点被耦合到晶体管M₂的漏极节点。晶体管M₂的漏极节点被直接耦合到RF高压源，或者晶体管M₂的漏极节点通过(也串联连接的)一个或多个晶体管被间接耦合到RF高压源。晶体管M1的源极节点被直接耦合到接地或另一RF高压源，或者晶体管M₁的源极节点通过(也串联连接的)一个或多个晶体管被间接地耦合到另一RF高压源。晶体管M₁的栅极节点通过偏置电阻器R_g1耦合到栅极偏置电压V_g，并且晶体管M₂的栅极节点通过偏置电阻器R_g2耦合到栅极偏置电压V_g。晶体管M₁的体部节点通过偏置电阻器R_b1耦合到体部偏置电压V_b，并且晶体管M₂的体部节点通过偏置电阻器R_b2耦合到体部偏置电压V_b。在晶体管M₁与M₂之间的源-漏节点通过电阻器R_s1耦合到偏置电压V_s。上述偏置电路可以重复并且用于在图2A中未示出的任何附加串联晶体管。第一晶体管和第二晶体管的栅极节点被切换以接通和关断晶体管。在一种实施例中，通过开关的可切换电流路径是从漏极节点到第二晶体管M₂的源极节点的路径以及从漏极节点到第一晶体管M₁的源极节点的路径。

在图2A中示出的RF开关装置在源-漏节点处提供高阻抗r_sd1，并且在体部节点处提供高阻抗r_b1，针对下文描述的其他RF开关装置，r_sd1和r_b1可能具有不同的绝对值。

图2B是暴露于高RF电压的RF开关装置200的电路图。因此，除了附加的标记漏电流和标记移位偏置电压，图2B的电路与在图2A中示出的电路相似。下面将进一步详细描述由于暴露于施加的高RF电压而生成的漏电流及其在偏置电路上的影响。

当RF开关200在RF频率处暴露于高峰值电压(限定为在堆叠中每个单独晶体管的压降接近用于给定MOS晶体管类型的最大允许等级的峰值电压)时，寄生漏电流i_leakd和i_leaks开始从漏极和源极端子流到在RF开关装置中相应的MOS晶体管的体部端子中。该电流在流到相应的高欧姆偏置电阻器中时移位MOS晶体管的操作点：源极电压移位值为ΔV_rs1＝R_s1(i_leakd+i_leaks)；并且体部电压移动值为ΔV_rb1＝R_b1(i_leakd+i_leaks)。寄生漏电流的偏置移位影响如在图2中所图示的。

图2A和图2B是在具有两个MOS晶体管的RF开关装置中的偏置网络的电路图。虽然在图2A和图2B的电路中示出了在串联布置中耦合的两个晶体管，但本领域技术人员将理解的是这些电路可以是包括多个串联耦合的晶体管(例如，在一种实施例中，十个或二十个此类晶体管)的更大高压RF开关的部分。在开关中使用的晶体管总数由在开关中的每个晶体管的击穿电压和开关所施加的最大峰值RF电压确定。

图3是包括晶体管M₁和M₂的RF开关装置实施例的电路图300(本文的开关装置也称为RF开关设备，并且可以是包括多个在串联堆叠配置中的RF晶体管的补偿或非补偿RF开关)，以及漏电流补偿电路C₁。在图3中，为了便于理解漏电流补偿电路C₁，未示出先前在图2A和图2B中示出的偏置电路。漏电流补偿电路C₁可以与在图2A或图2B中图示的偏置电路或其它偏置电路一起使用。漏电流补偿电路C₁也可以与其它偏置电路一起使用。一个或多个泄漏补偿电路可以在RF开关中被使用，以使期望的偏置电压在不偏离设计标称值的方式中，将漏电流从偏置电阻器引导到RF开关中。在实施例中，针对在RF开关中的每个晶体管提供一个或两个补偿电路；然而，在补偿电路和晶体管之间不需要一一对应。当与未补偿的RF开关相比时，在RF开关中少于多个晶体管的多个补偿电路(甚至一个补偿电路)，仍将在保持偏置电压上具有积极的影响。

如在图3中示出的，根据一种实施例，包括非线性补偿网络的漏电流补偿电路C₁被耦合在RF开关装置300中的第一晶体管M₁的体部端子与第二晶体管M₂的漏极端子之间。漏电流补偿电路C₁的非线性补偿网络被配置为跨网络上的给定的电压将电流在第一方向从第一晶体管M₁的体部端子向第二晶体管M₂的漏极端子(大箭头标记302)旁路，并且如果施加的电压被反转，则在第二方向阻断从第二晶体管M₂的漏极端子到第一晶体管M₁的体部端子的电流(小箭头标记304)。在这种方式中，漏电流通过泄漏补偿电路被吸收回RF开关堆叠中，并且不可用于如下面进一步详细描述的那样移位期望的偏置电压，特别是关于图5的描述。

在一些实施例中，RF开关装置300、其它RF开关装置以及诸如本文所描述的晶体管M₁和M₂的单独开关晶体管是对称的，使得诸如在图3中示出的源极和漏极标记是可互换的。在一些实施例中，单独开关晶体管可以是物理对称的，其中源极和漏极的布局和配置基本上相同。因此，漏极可以被指定为负载端子，并且源极也可以被指定为负载端子。因此，在图3中，RF开关装置300包括在公共节点(晶体管M₂的源极和晶体管M₁的漏极)处串联耦合的第一晶体管M₁和第二晶体管M₂，以在晶体管M₂的负载端子(晶体管M₂的漏极)与晶体管M₁的负载端子(晶体管M₁的源极)之间建立可切换的RF路径和耦合在晶体管M₁的体部端子与晶体管M₂的负载端子之间的补偿网络，其中，补偿网络被配置为建立在第一晶体管的体部端子和第二晶体管的负载端子之间在第一方向用于电流流动的路径，并且在与第一方向相反的第二方向阻断在第一晶体管的体部端子和第二晶体管的负载端子之间流动的电流。

图4图示了根据实施例的漏电流补偿网络C₁的通常响应I-V408。一般而言，如图4所示的，如果补偿网络C₁的特性I-V 408由函数I_c(V_c)描述，其中I_c是流过网络400的电流，并且V_c是施加在网络上的电压，则在等式[1]中的以下关系通常适用：

I_c(V_c)>-I_c(-V_c). [1]

等式[1]可能不适用于某些异常条件，诸如：在补偿网络中使用的二极管或二极管连接晶体管的击穿条件期间。

图5是图示根据实施例的在补偿RF开关装置中的电流分布的电路图。图5示出了先前相对于图1A示出的RF开关电路部件和偏置部件，在图2中示出的漏电流标签，以及在图3中示出的漏电流补偿电路。此外，图5包括流过偏置电阻器的“误差电流”的图示，该偏置电阻器如下文进一步详细描述的被理想地最小化。

如在图5中示出的，补偿网络C₁的特性被配置为使得针对给定的RF操作电压，从第一晶体管M₁的体部端子流到第二晶体管M₂的漏极端子的平均电流与(i_leakd+i_leaks)相似，因此来自体部端子的漏电流主要被转送到第二晶体管的漏极端子，并且只有一部分漏电流流到偏置电阻器中。

在补偿RF开关装置中的电流总结如下：在RF开关中的每个MOS晶体管生成(i_leakd+i_leaks)的漏电流；补偿网络旁路在第一晶体管M₁的体部端子与第二晶体管M2的漏极端子之间的i_comp电流；误差电流i_error((i_leakd+i_leaks)与i_comp之间的差)流到偏置电阻器中；漏电流补偿网络C1可以被优化以提供|i_error<|i_leakd+i_leaks|，理想地|i_error|＝0。如果通过偏置电阻器R_s2和R_b1的误差电流被最小化或减小，则在这些偏置电阻器上的对应压降也被最小化或减小，使得在与未补偿的RF开关装置相比时，在高功率(施加高RF电压)处的操作点的移位更小。电流补偿网络可以被配置为提供超过漏电流(i_leakd+i_leaks)的补偿电流i_comp，使得i_error改变极性并且RF开关变得过补偿，这意味着RF开关装置的栅-源偏置电压随着施加的RF电压的增加而增加。

因此，图5说明了根据在图2A和图2B中示出的偏置电路的具有分流体部和漏/源偏置网络的补偿RF开关装置的示例。若需要时，漏电流补偿电路C₁也可以与偏置网络的任何其他配置一起使用。

图6图示了根据实施例的补偿网络C₁的特定实现方式的示例。

可以使用补偿网络C1的各种实现方式，补偿网络C1提供的响应总体上满足在等式[1]中示出的关系(异常工作条件除外，诸如击穿条件)。该网络可以使用诸如无源部件(包括二极管、多个二极管和电阻器)、在二极管配置中的晶体管、以及无源和有源整流元件的组合(包括放大器、在反馈回路中的操作放大器)和其他类似电路来实现。补偿网络C1的可能实现方式的列表包括但不限于：

包括单个二极管620的半导体二极管电路602，也称作p-n结节；

半导体电路606，包括多个串联耦合的半导体二极管620和624；

半导体二极管电路604，其包括半导体二极管和电阻器622；

半导体二极管电路608，其包括与电阻器622串联耦合的多个半导体二极管620和624；

晶体管电路610，其包括以二极管连接的晶体管630(二极管连接到晶体管)；

晶体管电路612，其包括与电阻器632串联耦合的以二极管连接的晶体管630；

晶体管电路614，其包括具有与通道串联耦合的电阻器632以二极管连接的晶体管630；以及

电路，其包括以二极管连接的晶体管630，该晶体管630包括多个串联连接的电阻器632和634。

在图6中的二极管可以通过在硅或其他衬底中的扩散区域来实现，并且可以包括多晶硅二极管、齐纳二极管、肖特基二极管或任何其他类型的二极管。二极管连接的晶体管可以包括二极管连接的MOSFET、二极管连接的双极设备(诸如BJT)、结场效应晶体管以及任何其他类型的晶体管。在一种实施例中，电阻器可以包括集成电路扩散电阻器或金属电阻器，并且电阻器可以调整大小以匹配峰值漏电流。例如，针对漏电流电路604，跨电阻器622的电压通过测量跨电路604的电压减去跨二极管620的电压来确定。跨电阻器622的剩余电压除以期望补偿的峰值漏电流，以确定电阻器622的值。因此，电阻器622生成小于或等于峰值漏电流的匹配电流。在过补偿RF开关的情况下，电阻器622生成超过峰值漏电流的匹配电流。

还存在可以被使用的、具有整流特性的先前描述的非线性函数的其他实现方式，其允许在不是相反方向的其他方向旁路较大的电流。许多集成的和离散的部件可用于实现本文所描述的在漏电流补偿电路中使用的整流特性。

图7是另一RF开关装置实施例的电路图700，其包括例如前文所述的关于图3的漏电流补偿电路C₁。虽然为了便于理解电路图700而在图7中未示出偏置电路，但是偏置电路将在正常应用中被实现。的晶体管M₁和M₂、漏电流补偿电路C₁在图7中示出，并且它们的互连已在前面描述过。然而，在图7中，注意在晶体管M₁与M₂之间的串联中***了额外的晶体管M3。亦即，晶体管M₃的漏极节点被耦合到晶体管M₂的源极节点，晶体管M₃的源极节点被耦合到晶体管M₁的漏极节点。在图7中示出的配置中，从晶体管M₁的体部节点流出的漏电流通过漏电流补偿电路C₁的动作被旁路并流到晶体管M₂的漏极中。诸如晶体管M₃的串联连接的附加晶体管(一个、两个或更多此类晶体管)，可以被***在晶体管M₁与M₂之间。

图8A和图8B是另一RF开关装置实施例的电路图，包括用于补偿施加到RF开关装置的正弦或其他周期RF信号波形的正半周期和负半周期二者期间产生的漏电流的漏电流补偿电路。同样，为了图8A和8B中的清晰，偏置电路被省略了，但是偏置电路将被包括在正常应用中。

图8A图示了包括晶体管M₁、M₂和漏电流补偿电路C₁的电路800A，所有这些都是先前关于例如图3所描述的。此外，图8A示出了被耦合在晶体管M₁的源节点与晶体管M₂的体部节点之间的第二漏电流补偿电路C₂。在图8A中示出的配置中，从晶体管M₁的体部节点流出的漏电流通过漏电流补偿电路C₁的动作被旁路，并且在施加的RF信号波形的前半个周期中流到晶体管M₂的漏极中。在图8A中示出的配置中，晶体管M₂的体部节点流出的漏电流通过漏电流补偿电路C₂的动作被旁路，并且在所施加的RF信号波形的后半周期中流到晶体管M₁的漏极中。在下面参照在图8B中示出的特定示例进一步详细说明补偿电路C₁和C₂的动作。

图8B图示了包括在图8A中示出的晶体管M₁和M₂的电路800B。如在图8B中所示出的，漏电流补偿电路C₁作为具体实现方式包括二极管D₁和串联连接的电阻器R₁。如在图8B中示出的，漏电流补偿电路C₂作为具体实现方式包括二极管D₂和串联连接的电阻器R₂。在施加的RF电压的正半周期802期间，寄生漏电流i_gidl和i_gidl经由二极管D₁和电阻器R₁从晶体管M₂的主体节点流出并流到晶体管M₁的源极节点中。如果电阻R₁的大小正确，则从晶体管M₂的主体节点流出的电流将为零。在施加RF电压的负半周期804期间，寄生漏电流i_gidl和i_gisl通过二极管D₂和电阻器R₂从晶体管M₁的主体节点流出并流到晶体管M₂的漏极节点。如果电阻器R₂的大小正确，则当前从晶体管M₁的主体流出的电流将为零。

在图8B中还图示了在正半周期802和负半周期804期间的示例性DC偏置电压和峰值AC施加RF电压。DC偏置电压和峰值AC施加RF电压仅为示例，并且可以在不同的应用中使用其他电压。如果分析在RF开关堆叠中与晶体管M₁和M₂不同的其他晶体管(未示出)，则也将会出现不同的电压。

在正半周期802期间，晶体管M₂的漏极节点处的峰值AC电压(V_d2)为6伏，在晶体管M₂的主体节点处的峰值AC电压(V_b2)为4.5伏，在晶体管M₁的漏极节点处的峰值AC电压(V_d1)为3伏，在晶体管M₁的主体节点处的峰值AC电压(V_b1)为1.5伏。在图8B中的晶体管M₁的源极耦合到接地。在正半周期802期间，在晶体管M₂的漏极节点处的DC偏置电压(V_d2)、在晶体管M₁的漏极节点处的DC偏置电压(V_d1)和在晶体管M₁的源极节点处的DC偏置电压(V_s1)都被设置为零伏。在晶体管M₂的主体节点处的DC偏置电压(V_b2)和在晶体管M₁的主体节点处的DC偏置电压(V_b1)二者均被设置为负2伏。因此，在晶体管M2的漏极处的AC和DC电压的和(V_d2)为6伏，在晶体管M₂的主体节点处的AC和DC电压的和(V_b2)为2.5伏，在晶体管M₁的漏极节点处的AC和DC电压的和(V_d1)为3伏，在晶体管M₁的主体节点处的AC和DC电压的和(V_b1)为-0.5伏，在晶体管M₁的源极节点处的AC和DC电压的和为零伏。因此，跨包括二极管D₁和电阻器R₁的第一漏电流补偿电路的电压806为2.5伏。因此，电阻器R₁可以被适当地控制大小以生成少于或等于寄生漏电流i_gidl和i_gisl之和的对应的补偿电流，使得仅小的或无误差的电流流到晶体管M₂的主体节点中或从晶体管M₂的主体节点流出。

在负半周期804期间，在晶体管M₂的漏极节点处的峰值AC电压(V_d2)为负6伏，在晶体管M₂的主体节点处的峰值AC电压(V_b2)为-4.5伏，在晶体管M₁的漏极节点处的峰值AC电压(V_d1)为负3伏，在晶体管M₁的主体节点处的峰值交流电压(V_b1)为-1.5伏。在图8B中晶体管M₁的源极被耦合到接地。在负半周期804期间，在晶体管M₂的漏极节点处的DC偏置电压(V_d2)、晶体管M₁的漏极节点处的DC偏置电压(V_d1)和在晶体管M₁的源极节点处的DC偏置电压(V_s1)都被设置为零伏。在晶体管M₂的主体节点处的DC偏置电压(V_b2)和在晶体管M₁的主体节点处的DC偏置电压(V_b1)二者均被设置为负2伏。因此，在晶体管M₂的漏极处的AC和DC电压的和(V_d2)为负6伏，在晶体管M₂的主体节点处的AC和DC电压的和(V_b2)为-6.5伏，在晶体管M₁的漏极节点处的AC和DC电压的和(V_d1)为负3伏，在晶体管M₁的主体节点处的AC和DC电压的和(V_b1)为-3.5伏，在晶体管M₁的源极节点处的AC和DC电压的和为零伏。因此，跨包括二极管D₂和电阻器R₂的第二漏电补偿电路的电压808为-2.5伏。因此，电阻器R₂可以被适当地控制大小以生成少于或等于寄生漏电流i_gidl和i_gisl的和的对应的补偿电流，使得只有小的或无误差的电流流到晶体管M₁的主体节点中或从晶体管M₁的主体节点流出。

图9A和图9B是包括多个晶体管并且包括对应的多个漏电流补偿电路的另一RF开关装置实施例的电路图。在图9A和图9B中，为了清晰而未示出偏置电路，但是偏置电路通常将会被包括在正常操作配置中。

图9A图示了RF开关装置900A，其包括在源极与漏极端子之间串联耦合的多个晶体管M₁、M₂、M₃、M₄和M₅，以及在RF堆叠中的相应的晶体管的体部端子与相邻晶体管的漏极端子之间耦合的对应的多个补偿网络C₁₁、C₁₂、C₁₃和C₁₄。在图9A中，可以使用任意数量的晶体管。晶体管M₅的漏极节点可以被耦合到RF电压源，或者被耦合到转而连接到RF电压源的附加串联晶体管。同样地，晶体管M₁的源极节点可以被耦合到另一RF电压源或接地，或者被耦合到转而连接到另一RF电压源或接地的附加串联晶体管。在图9A中，从晶体管的体部节点流出的漏电流(例如，RF电压源的负半周期)流过对应的补偿网络并返回到RF堆叠中，使得漏电流不能如前文描述的那样流到偏置电路中(在图9A中未示出)。

图9B图示了与在图9(a)中示出的RF开关装置类似的RF开关装置900B，但还包括耦合在RF堆叠中相应的晶体管的体部节点与在RF堆叠中相邻晶体管的漏极节点之间的多个反并联补偿网络C₂₁、C₂₂、C₂₃和C₂₄。在图9B中，从晶体管的体部节点流出的漏电流(例如，RF电压源的正半周期)流过对应的补偿网络并流回RF堆叠，使得漏电流不可以像前文描述的那样流到偏置电路中(在图9B中未示出)。因此，在图9B中示出的RF开关装置900B被配置为补偿所施加的RF电压的正弦或其他周期波形的半周期二者中的漏电流。此外，在图9B的RF开关装置900B中，两个漏电流电路(每半周期一个)与在RF堆叠中的每个晶体管对应。在图9B中示出的配置针对生成的漏电流提供了最大的补偿效果。

图10A、图10B和图11是其他RF开关装置实施例的电路图，其他RF开关装置实施例包括多个晶体管，并且包括至少一个漏电流补偿电路。如前所述，虽然在实施例中，每晶体管一个或每晶体管两个漏电流补偿电路可以提供最大漏电流消除效果，但是可以使用少于每晶体管一个或两个每晶体管漏电流补偿电路的任意数量的漏电流补偿电路。在与未补偿的RF开关相比时，即使每RF开关一个漏电流补偿电路，也将提供漏电流消除的益处，并在保持偏置电压方面有对应的改善。同样，虽然为了清晰起见图10A、图10B和图11不包括偏置电路，但偏置电路通常将包括在正常应用中。

图10A和图10B示出了与在图9A和图9B中示出的RF开关装置类似的RF开关装置，但其中较少的补偿网络与在RF开关装置中来自相同的多个晶体管的晶体管的子集耦合。例如，在图10A中，开关装置1000A对应于图9A的开关装置900A，但仅使用一个补偿网络C₁₂，该补偿网络C₁₂被耦合在晶体管M2的主体节点与晶体管M₃的漏极节点之间。在图10B中，开关装置1000B对应于图9B的开关装置900B，但仅使用两个补偿网络C₁₂和C₂₂。补偿网络C₁₂被耦合在晶体管M₂的主体节点与晶体管M₃的漏极节点之间，而补偿网络C₂₂被耦合在晶体管M₃的主体节点与晶体管M₂的源极节点之间。来自在图9A和图9B中示出的全部的补偿网络的组的补偿网络的其他子集可以被使用。例如，虽然只描绘了补偿网络C₁₂，但可以只使用补偿网络C₁₁或C₁₃。备选地，可以只使用补偿网络C₁₁和C₁₄，或者补偿网络C₁₂和C₁₃。规则重复的补偿网络模式或随机散布的补偿网络可以用于改善RF开关的漏电流特性。

在图11中示出了另一RF开关装置1100，其中至少一个第一补偿网络(C₁₂)与来自RF开关装置中的多个晶体管的晶体管的子集(晶体管M₂和M₃)耦合，并且至少一个第二补偿网络(C₂₄)与来自RF开关装置中的多个晶体管的晶体管的另一子集(晶体管M₄和M₅)耦合。开关装置1100也通常对应于图9B的开关装置900B(仅使用补偿网络C₁₂和C₂₄除外)。如果需要可以使用补偿网络的其他模式和晶体管的对应子集。例如，补偿网络的某些模式可以被用于适应在集成电路布局上的约束。虽然在图11中示出了补偿网络C₁₂和C₂₄，但可以使用其他补偿网络(例如，补偿网络C₁₁和C₂₂，或者补偿网络C₁₃和C₂₂)。在图11中可以使用补偿网络的许多其他子集，这些子集从在图9B中示出的最大数目的补偿网络中选择。

图12是根据一种实施例的基于PMOS的RF开关装置1200的电路图，基于PMOS的RF开关装置1200包括漏电流补偿电路C₁。上文所述的所有实施例都涉及利用NMOS开关晶体管实现的RF开关装置，这是实现RF开关的理想方式。然而，如果需要适应特定的应用，RF开关装置也可以用PMOS晶体管来实现。因此，开关装置1200包括第一PMOS晶体管P₁和第二PMOS晶体管P₂。晶体管P1的漏极节点被耦合到晶体管P₂的源极节点。补偿网络C₁被耦合在晶体管P₂的漏极节点与晶体管P₁的体部节点之间。在图12中未示出在开关装置1200中的偏置网络和附加晶体管(如果有)。先前对补偿网络C₁的操作方式的描述也适用于在图12中示出的PMOSRF开关实施例，其区别在于补偿网络极性被反转且电流方向相反。因此，图12演示了使用PMOS晶体管的补偿RF开关的实现方式。

虽然已经关于图2A和图2B示出并描绘了用于RF开关的偏置网络，但是偏置网络的各种其他可能布置可以被使用，包括但不限于：

如在图2A和图2B中示出的，耦合在堆叠中相应的晶体管的栅极节点、源-漏节点与体部节点之间的高欧姆电阻器和偏置直流电压V_g、V_b、V_s；如在图13中示出的，耦合在堆叠中的各个晶体管的栅极节点、源-漏节点和体部节点之间的高欧姆电阻器形成一系列偏置电阻器链，该一系列偏置电阻器链抽头以偏置沿着链的一个或多个点处的电压；在图2A、图2B和图13中示出用于单个高压RF开关的偏置电路布置的任何组合；或者，在图2A、图2B和图13中示出用于单个高压RF开关的偏置电路布置的任何组合，其中V_b和/或V_s是反馈调节的偏置电压，如在标题为“用于RF开关偏置的系统和方法”的共同未决的序列号为15/644435的专利申请中所述，该专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文，并在本文中完全阐述。

图13示出了高压RF开关的示例性电路部分1300，该高压RF开关包括与第二NMOS晶体管M2串联的第一NMOS晶体管M₁，并且包括备选偏置电路。在串联连接中，晶体管M₁的源极节点耦合到晶体管M₂的漏极节点。晶体管M₂的漏极节点直接耦合到RF高压源，或通过(也串联连接的)一个或多个晶体管间接耦合到RF高压源。晶体管M₁的源极节点直接耦合到接地或另一RF高压源，或通过(也串联连接的)一个或多个晶体管间接耦合到另一RF高压源。晶体管M₁的栅极节点通过偏置电阻器R_gc耦合到栅极偏置电压V_g，并且晶体管M₂的栅极节点通过偏置电阻器R_gg1和R_gc耦合到栅极偏置电压V_g。晶体管M₁的体部节点通过偏置电阻器R_bc耦合到体部偏置电压V_b，并且晶体管M₂的体部节点通过偏置电阻器R_bb1和R_bc耦合到体部偏置电压V_b。晶体管M₁的源极节点通过电阻器R_sdc耦合到V_s偏置电压。晶体管M₁和M₂之间的源-漏节点通过电阻器Rsd1和R_sdc耦合到V_s偏置电压。晶体管M₂的漏极节点通过电阻器R_sd2、R_sd1和R_sdc耦合到V_s偏置电压。上述偏置电路可以被重复，并用于在图13中未示出的任何附加串联晶体管。本文描述的任何漏电流补偿电路都可以与在图13中示出的偏置电路一起使用。

使用具有本文所述漏电流补偿电路的RF开关的电路与使用未补偿RF开关的电路相比具有优点，优点包括但不限于引入较少的信号失真，在较高的操作电压处实现良好的性能，同时由于避免了由于跨单个开关晶体管的过量局部电压而导致的RF开关内的“热点”，提高了可靠性，并且尽管存在漏电流，但总体上更好地实现了设计的操作条件。

如本文所述的，虽然在RF开关晶体管中的漏电流与由漏电流补偿电路产生的等效补偿电流的匹配是被期望的，但是与无补偿RF开关相比时，用漏电流补偿电路对这些漏电流进行过补偿或欠补偿仍将提供好处。

虽然本发明已经参照说明性实施例进行了描述，但是本描述不旨在以限制意义而被解释。参考本发明的说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，所附权利要求包含任何此类修改或实施例。